基于稀疏自编码神经网络的抽油机井故障诊断

针对传统示功图识别方法对抽油机井进行故障诊断存在人工选取示功图几何特征,识别准确度低等问题,提出一种基于稀疏自编码神经网络的示功图智能识别模型。采用无监督学习方式的稀疏自编码器构建特征学习网络自动提取无标签示功图训练集图像特征,然后采用有标签示功图训练集对softmax分类器进行有监督训练,最后通过稀疏自编码神经网络对学习到的有标签示功图测试集特征进行分类并给出故障诊断结果。结果表明,将稀疏自编码神经网络应用于示功图识别,测试准确度能够达到99.44%,优于其它分类模型。稀疏自编码神经网络直接从像素层面提取所需要的特征,不需要人为选定设计特征,为提高示功图识别准确度提供了帮助,进而解决了抽油机井故障难以准确诊断的难题。     

一种基于改进极端梯度提升决策树的轴承故障诊断方法

针对传统故障诊断模型面向海量故障数据时诊断准确度低的问题，首先，提出了一种局部均值分解与固定点算法联合降噪方法，以消除轴承振动信号中的噪声；其次，为了避免原始信号中敏感特征难以提取的问题，提出了一种基于核主成分分析的降维方法；再次，构建了一种基于改进极端梯度提升决策树的故障诊断模型，采用GS-PSO算法优化SVM性能，进而运用改进极端梯度提升决策树思想修正分类模型的残差以提升模型分类精度，应用Spark-大数据平台，通过并行处理技术进行科学计算；最后，采用CWRU提供的滚动轴承数据进行训练与仿真，证明构建的模型能实现对不同类型滚动轴承的识别诊断，并保证诊断结果的准确率。通过对4种不同故障诊断模型的对比分析，表明本文模型具有可行性和优越性。     

基于AlexNet网络的动物图片分类

Caffe是目前广泛应用于计算机视觉处理的深度学习框架之一,支持卷积神经网络的模型训练与预测。本文利用caffe支持的AlexNet卷积神经网络分别基于加载与不加载基础模型两种模式对五类动物图片进行分类学习与训练,发现加载基础模型的网络模型收敛耗时仅2.77 s,测试集准确率接近100%,实用测试准确率达到99%,且训练与测试损失曲线高度重合,但另一模式的网络模型收敛耗时多达68.89 s,测试集准确率仅为95%,实用测试准确率仅94%,且训练与测试损失曲线存在严重分化。图像分类不仅可以对不同物类的图像进行准确分类,同样可以对不同属性、状态或特性的图像进行准确分类。     

基于改进自生成神经网络的孤立性肺结节分类

为了提高孤立性肺结节良恶性诊断中的分类准确度,提出了一个基于自生成神经网络的自动分类算法。该算法首先对PET/CT图像进行去噪、配准等预处理,分别提取孤立性肺结节的结构影像特征和代谢特征,然后对自生成神经网络进行训练和优化,构建分类器,根据距离测度和自动连接规则对待分类肺结节进行分类。初步的实验结果表明,与传统的自生成神经网络算法和BP神经网络算法相比,改进的自生成神经网络分类算法能得到更高的分类准确率。     

基于小波包神经网络分析的滚动轴承故障诊断

针对轴承故障识别率低、故障信号不平稳的问题,提出了改进小波包能量特征提取和神经网络的故障诊断方法.首先利用改进小波包算法将轴承内圈、外圈、滚动体三个部位的采集信号进行三层分解与重构;然后通过小波包能量谱提取不同节点能量,形成故障特征集;最后依次建立BP和Elman神经网络故障分类模型,将所得的小波包节点能量作为特征向量输入到故障模型,进行轴承不同故障状态的分类识别.实验结果表明,本文算法可准确分类并预测轴承运行状况,提高了诊断准确率.     

采用无监督学习算法与卷积的图像分类模型

为了提高图像分类精度,降低训练复杂度,提出一种采用无监督学习算法与卷积构造的图像分类模型.首先,从输入无标签图像中随机抽取大小相同的图像块构成数据集,进行预处理.其次,将预处理后的图像块通过两次K-means聚类算法提取字典,并采用离散卷积操作提取最终图像特征.最后,采用Softmax分类器对提取的图像特征进行分类,得出准确率.将该模型与卷积神经网络(CNN),Dropout CNN网络进行比较,结果表明:在对大规模高维图像分类上,文中模型具有分类精确度高、简单、训练参数少、适应度高等优点.     

基于多特征融合的混凝土结构表面病害图像分类算法

为提升混凝土表面开裂、露筋锈蚀和损伤3类病害图像分类效率与准确性,减少人工成本,提出了基于多特征融合的混凝土结构表面病害图像分类算法。该算法通过提取混凝土表面病害图像的纹理特征、灰度直方图特征、颜色特征,以支持向量机(SVM)为分类器,分别训练3类特征的病害图像分类模型,采用特征权重算法估计各个特征的权重系数,借助分类模型与权重系数估计病害图像类别划分的可信度值,根据最小误差原则将病害图像判定为可信度值最大的类别。设计了7组覆盖上述图像特征的特征融合方案,以2 400张病害图片为样本,训练了3种单一特征和4种多特征病害图像分类模型,并测试算法的准确性。结果表明:总体上,多特征融合分类模型对于混凝土表面病害图像分类准确率高于单一特征分类模型;基于多项式核函数,灰度+颜色+纹理特征融合分类模型分类效果最佳,平均分类准确率达到84%,较单一特征分类模型提升了7%;依赖于混凝土病害图像多特征的综合信息,灰度+颜色+纹理特征融合分类模型可将混凝土表面锈蚀和缺损的分类准确率提升至88%,多特征融合分类模型对于病害的分类判别稳定性显著优于单一特征分类模型。该研究可为混凝土表面病害图像分类提供有效方法,提升病害分类效率与准确性。     

典型神经网络串联型电弧故障检测及选线方法研究

为解决传统特征分析加机器学习的电弧故障检测方法的准确率和实时性受到特征参数选取的主观性及特征分析过程的影响问题,搭建了三相多负载并联的串联型电弧故障实验系统,对不同支路、不同相发生电弧故障时的干路电流信号时间序列进行分析。将电流信号进行分类、分段、标准化处理并作为检测模型样本;对深度卷积神经网络模型、长短期记忆网络模型、普通神经网络模型进行架构及训练;通过差分处理对网络模型在线分类结果进行优化分析;以准确度和损失函数值、在线测试速度、优化后多分类识别准确率为评价指标,对比分析了3种模型故障检测及选线效果。研究结果表明：基于深度卷积神经网络的串联型电弧故障检测及选线模型对电机类负载故障检测及选线准确率可达96.77%,对变频器类负载故障检测及选线准确率可到98%,准确率高于近几年其他三相回路电弧故障检测模型。     

基于多示例多标记KNN的图像分类算法的改进

为了提高图像分类的准确度,提出基于最小Hausdorff距离的多示例多标记K近邻图像分类方法。该方法通过改善图像包的生成方法,均匀分割并提取图像的颜色和纹理特征,使用最小Hausdorff距离作为包间的距离度量,对多示例多标记K近邻算法进行改进。实验结果表明,该方法提高了分类准确度,减少了运行时间。     

基于Curvelet和小波变换的纹理图像识别

提出了一种基于Curvelet变换与小波变换相结合的纹理图像分类算法.小波变换在分析点奇异信号时具有良好的性能,而Curvelet变换更适合分析图像中的曲线或直线状边缘特征.算法通过提取两者分解子波段的统计学和灰度共生矩阵特征,采用支持向量机对纹理图像进行分类.实验结果表明,和单一的多分辨率变换特征提取相比,该算法具有更高的分类准确率.     

基于支持向量机的机械故障诊断方法研究

针对因缺少大量故障数据样本而制约机械故障智能诊断发展的问题，提出了一种基于支持向量机的机械故障诊断新方法，介绍了该方法的原理和算法，并利用模拟故障数据建立了多故障分类器。这种诊断方法只需要少量的时域故障数据样本来训练故障分类器，不必进行信号预处理以提取特征量，便可实现多故障的识别和诊断。测试结果表明，当数据样本中含有26％的噪声时，故障分类器仍然能正确分类多种故障。这种诊断方法具有算法简单、可对故障在张分类和故障分类能力强的优点。     

液压泵故障诊断稀疏编码方法研究

针对液压泵故障特征难以提取、诊断过程复杂、自动化程度低等特点,将稀疏编码方法应用于液压泵故障诊断.通过对液压泵泵壳处振动信号进行时频域变换,将变换后的信号作为样本,采用K-SVD算法对训练样本进行字典学习以获取字典,利用正交匹配追踪算法对测试信号进行分解与重构,通过不同类别字典对测试信号的重构率大小进行故障种类识别,实现液压泵故障分类.通过试验验证并与BP神经网络、支持向量机对比,结果表明稀疏编码方法具有对故障识别速度快、准确率高、稳定性好等优点,可以有效地实现对液压泵故障的诊断.      

基于小波包分析和相关向量机的电路故障诊断

针对模拟电路故障变化的复杂性,提出一种小波包分析和相关向量机的电路故障诊断模型,首先采集模拟电路不同故障状态下的输出信号,将输出信号进行小波包分解,提取分解信号的归一化能量特征,然后将特征向量输入相关向量机中进行训练,建立模拟电路故障诊断模型,实现不同的故障状态分类识别;最后通过仿真实例对模型性能进行测试.测试结果表明,相对于其他模拟电路故障诊断模型,该模型不但提高了模拟电路故障诊断的正确率,而且减少了故障诊断时间.     

Fault diagnosis of diesel engine valve clearance under variable operating condition based on soft interval SVM

The fault detection and diagnosis of diesel engine valve clearance can effectively improve the availability and safety of diesel engine and have extremely important value and significance.Diesel engines generally operate in various stable operating conditions,which have important influence on the fault diagnosis.However,many fault diagnosis methods have been put forward under specific stable operating condition based on vibration signal.As the result of great impact caused by operating conditions,corresponding diagnosis models cannot deal with the fault diagnosis under different operating conditions with required accuracy.In this paper,a fault diagnosis of diesel engine valve clearance under variable operating condition based on soft interval support vector machine(SVM) is proposed.Firstly,the fault features with weak condition sensitivity have been extracted according to the influence analysis of fault on vibration signal.Moreover,soft interval constraint has been applied to SVM algorithm to reduce the random influence of vibration signal on fault features.In addition,different machine learning algorithms based on different feature sets are adopted to conduct the fault diagnosis under different operating conditions for comparison.Experimental results show that the proposed method is applicable for fault diagnosis under variable operating condition with good accuracy.     

基于LMD和SSA-SVM的电机故障诊断

针对电机故障诊断问题,尤其电机轴承方面的诊断,提出了LMD分解和麻雀搜索优化算法（SSA）优化支持向量机（SVM）的故障诊断方法。第一步采取小波降噪和LMD算法相结合去处理原始信号,经过小波降噪后的原始故障信号会去掉一部分的干扰,再分解得到原始信号的一系列PF分量,接着使用相关性分析法选择出有效的PF分量进行信号重构,重构后的故障信号再次经过LMD分解得到的PF分量求出各自的能量熵,直接用能量图展现出来。接着将各个PF分量的能量熵组成一组组特征向量输入到支持向量机的故障诊断模型里。利用麻雀搜索算法在支持向量机（SVM）对于电机故障的分类的模型上进行惩罚参数和核参数的挑选和模拟,选择最合适的参数组合建立SSA-SVM故障诊断模型进行仿真实验,通过仿真实验验证该方法的故障诊断准确率高达99.2％,与PSO-SVM和SVM故障诊断模型进行比较分析,实验证明提出来的方案有着更适合的故障识别能力,对电机故障诊断有着很好的适应性和发展性。     

模拟退火算法与支持向量机在机械故障诊断中的应用

为提高支持向量机在机械故障诊断测试中的分类正确率,将模拟退火算法与支持向量机相结合,用模拟退火算法优化支持向量机核函数及其参数,再将故障特征输入支持向量机进行故障识别.诊断实例表明,该方法与传统支持向量机方法相比能得到较高的诊断精度.     

基于小波包无量纲免疫检测器的故障诊断模型

为可靠地检出并识别旋转机械设备轴承故障,提出了一种基于小波包分解和无量纲免疫检测器的轴承故障模式识别方法.该方法采用小波包对原始时域信号进行预处理,分别提取原始时域信号和各频带范围内时域信号的无量纲指标,并计算其敏感因子,根据敏感因子选取敏感特征,结合人工免疫阴性选择算法,生成多个敏感特征无量纲免疫检测器,实现对故障进行识别和分类.仿真实验结果表明,所提方法能有效地识别各种轴承故障.     

基于高阶谱和Tamura纹理的滚动轴承故障诊断

为了提高滚动轴承的故障诊断率,提出了一种基于高阶谱(high order spectrum, HOS)和Tamura纹理特征相结合的故障诊断方法。首先,通过高阶谱方法将滚动轴承故障振动信号的冲击提取出来;然后,对高阶谱进行处理得到二维等高线图;最后依据轴承故障相同时等高线图具有相似性以及不同时具有差异性这一特性,采用基于人类视觉感知的Tamura纹理描述方法提取特征参数后输入到多分类支持向量机(support vector machines, SVM)中进行分类。结果表明：高阶谱结合Tamura纹理特征的滚动轴承故障诊断方法在较少特征参数下故障识别准确率能达到较高的精度,对于故障尺寸不同的混合振动信号识别准确率稳定,诊断效果良好。     

采用IEWT-SAE算法的配电变压器故障诊断方法

为识别配电变压器运行过程中存在的潜伏性故障,提出一种基于改进经验小波变换(improve empirical wavelet transform,IEWT)及堆栈自编码器(stacked auto-encoder,SAE)算法的故障诊断新方法. 首先,利用顺序统计滤波包络法来改进经验小波变换完成对振动信号的分解,得到一组经验小波分量并计算其与原始信号之间的K-L散度值,以剔除干扰分量. 然后,选取K-L散度值低的经验小波分量作为SAE的输入数据进行特征的自适应提取,再用Softmax分类器完成故障诊断,并在堆栈自编码器训练过程中引入樽海鞘群算法实现参数寻优. 最后,在10kV油浸式变压器上搭建数据采集平台进行故障模拟及分类测试. 实验结果表明,所提方法的分类精度达99.5%,在识别准确率、诊断时间上均优于对比方法.